CN116149240B - 贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统、方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及贴片机电子技术领域，具体公开了一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统、方法及存储介质，所述系统包括底层数据管理模块、数据模型管理模块和图形交互界面模块。该方案将贴片机主控软件下发的控制指令以及贴片机返回的校验信息、轴位置信息、完成码信息相结合，转换为控制指令的执行状态，运动状态以及校验状态，并封装成一个数据模型，再通过表格的形式显示出来的功能，极大地提高了贴片机调试人员的工作效率。

Description

贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统、方法及存储介质

技术领域

本发明涉及贴片机电子技术领域，具体地涉及一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统、方法及存储介质。

背景技术

全自动多头拱架式贴片机设备通常由传送装置、贴装头、XY运动模块、自动吸嘴交换站、自动托盘、飞达、图像识别系统以及外设这几个部件组成。这些部件通过主控模块下发给各个子模块的控制指令来执行相应的动作，实现元件吸取、元件识别、元件贴装及吸嘴交换等流程，并结合先进的机器视觉识别技术实现快速准确贴装元件的目的。因此，它是一个非常复杂的高速、高精度机电一体化和计算机集成控制系统，且具有不同层次实时要求的自动化数控设备。

主控软件作为贴片机控制系统的最上层，要确保贴片机执行可靠性，首先必须保证主控软件下发指令的准确性，为了更方便快速地分析指令信息的准确性，必须将主控软件和主控板的交互信息可视化地显示出来，而传统的方式是将软硬件交互信息写入日志文件，这样在运行过程中就无法直观地看到交互信息。由于贴片机软硬件之间的交互高速且频繁，通过日志信息查找异常交互信息的方式十分繁琐，因此当贴片机运行出现错误时，很难通过查找日志的方式定位问题的原因，不利与贴片机的调试与维护。

上位机给贴片机下发贴装流程指令采用的是一次性下发所有指令，硬件根据下发的指令顺序执行的模式。由于一次贴装流程包含的指令数量往往高达上千条，因此一旦贴片机出现故障停止运行的时候，现有技术往往通过日志文件找到贴片机出现异常时正在执行的指令，难以快速且准确找到异常的指令。因此需要一个能够实时监控每一条指令执行状态的方案，帮助调试人员快速找到贴片机正在执行的指令，并且不影响贴片机的正常运行。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的问题，本发明提出了一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统、方法及存储介质，以期能够对贴片机主控软件和贴片机主控板之间相互交互的信息实现可视化的显示，并且能够提供适合各个使用场景下的筛选查找分析功能，从而极大地提高贴片机调试的效率。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统，包括底层数据管理模块、数据模型管理模块和图形交互界面模块；

所述底层数据管理模块，用于接收软硬件交互信息，按照接收顺序储存交互信息中的控制指令，再将后续接收到的校验信息、轴位置信息、完成码信息整合到控制指令信息类中，实现对控制指令的执行状态的实时更新；

所述数据模型管理模块，用于对控制指令信息类中所需显示的信息封装成第一层的基础数据模型，并采用第二层的代理数据模型对基础数据模型进行封装，以提供适用于不同应用场景下的筛选排序接口；

所述图形交互界面模块，用于对所述代理数据模型进行可视化显示，对所述筛选排序接口封装成按钮或输入框的形式，供用户使用。

本发明第二方面提供了一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析方法，包括以下步骤：

底层数据管理模块接收贴片机软硬件交互信息，判断信息类型，若为控制指令则将指令封装成控制指令信息类并储存，再将后续接收到的校验信息、轴位置信息、完成码信息整合到控制指令信息类中，实现对控制指令的执行状态的实时更新；

数据模型管理模块对控制指令信息类中所需显示的信息封装成第一层的基础数据模型，并采用第二层的代理数据模型对基础数据模型进行封装，以提供适用于不同应用场景下的筛选排序接口；

图形交互界面模块对所述代理数据模型进行可视化显示，对所述筛选排序接口封装成按钮或输入框的形式，供用户使用。

本发明第三方面提供了一种计算机存储介质，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。

通过上述技术方案，将贴片机主控软件下发的控制指令以及贴片机返回的校验信息、轴位置信息、完成码信息相结合，转换为控制指令的执行状态，运动状态以及校验状态，并封装成一个数据模型，再通过表格的形式显示出来的功能，极大地提高了贴片机调试人员的工作效率。

附图说明

图1是本发明实时监控分析系统示意图；

图2是本发明指令位置更新队列设计图；

图3是本发明提出的控制控制指令的执行状态转换流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例第一方面提供一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统，包括：底层数据管理模块、数据模型管理模块和图形交互界面模块；

如图1所示，底层数据管理模块通过进程间通信获取软硬件交互信息，并按照接收顺序将交互信息中的控制指令储存在容器中，再将后续接收到的校验信息、轴位置信息、完成码信息整合到容器的控制指令信息类中，从而实现对控制指令的执行状态的实时更新，并提供数据模型管理模块调用； 其中，完成码信息包括：开始完成码、结束完成码；开始完成码，用于表示控制指令执行的开始；结束完成码，用于表示控制指令执行的结束；轴位置信息，表示贴片机的轴从运动到静止状态后返回的轴处于静止状态时的位置；校验信息，表示贴片机返回所接收到的指令帧数据，其中，指令帧数据是根据软硬件交互协议将贴片机主控软件下发的指令进行序列化得到的指令数据；

数据模型管理模块对容器的控制指令信息类中所需显示的信息封装成第一层的基础数据模型，并采用第二层的代理数据模型对基础数据模型进行封装，从而提供适用于不同应用场景下的筛选排序接口；

图形交互界面模块通过表格的形式对数据模型管理模块中定义的代理数据模型进行可视化的显示，并将数据模型管理模块提供的筛选排序接口封装成按钮、输入框的形式，供用户使用。

如图1所示，底层数据管理模块包括：指令存储容器和待更新指令缓存队列，待更新指令缓存队列包括：指令完成码更新队列、指令位置更新队列、校验信息更新队列。

底层数据管理模块接收到控制指令后，先将控制指令储存在指令存储容器的末尾，并判断控制指令类型，从而根据不同的指令类型将控制指令添加到相应的队列中，其中，控制指令类型包括：状态更新指令、非状态更新指令，状态更新指令包括：轴运动相关指令、非轴运动相关指令；

若控制指令类型为非状态更新指令，则不将相应条控制指令放到待更新指令缓存队列中；

若控制指令类型为状态更新指令，则将相应控制指令放到指令完成码更新队列和校验信息更新队列；

若控制指令类型为轴运动相关指令，则根据轴编号将其放入指令位置更新队列中。

底层数据管理模块接收到完成码信息、轴位置信息以及校验信息后分别在待更新指令缓存队列中查找匹配的控制指令信息类，并对其中储存的信息进行刷新；

其中，指令存储容器、完成码更新队列和校验信息更新队列均采用vector类型的容器，这种容器后端插入的效率高，且查找的效率也不错，如图2所示，轴位置信息更新队列采用cuckoo方法实现的一个线程安全的哈希表，key为轴编号，value为一个存储相应轴的待更新指令的容器，同样采用vector类型的容器。

下面详细阐述采用cuckoo方法的线程安全的哈希表的实现：

cuckoo表即布谷鸟散列是为了解决哈希冲突提出的，利用较少的计算来换取较大空间的一种方法，这种方法使用两个哈希函数，一个键可以通过不同的哈希函数对应到两个位置，当插入某个键值对时，若两个位置都为空，则随机选取一个位置插入数据，若只有一个为空，则插入空的位置中，若所有的位置都不为空，则随机踢出其中一个位置的值，对被踢出的值再次使用上述算法，直到插入成功。

这里使用的哈希表就是采用的cuckoo方法编写的哈希表，并且在插入和读取的函数中加入读写锁，在哈希表中所有对数据操作的函数中都会加上互斥锁，从而确保同一时间只有单个线程可以对哈希表中的数据进行操作，而对哈希表的读操作则会加上一个共享锁，从而保证多个并发读操作的线程安全。

贴片机软硬件交互信息的实时监控分析系统中共有两个地方用到了上述哈希表，分别是储存待更新指令信息的活动指令集，另外则是对待更新轴位置信息指令列表的存储，前者的键为控制事件ID，值为储存指令执行状态以及位置信息的结构体，后者的键为轴编号，值为储存位置信息的结构体，这两个地方都会涉及多线程读写数据，采用cuckoo方法编写的哈希表可以有效避免线程冲突，并且具有有较高的读写效率。

指令存储容器将接收到的所有控制指令按顺序储存在容器中，并依照控制指令类型将控制指令下发到待更新指令缓存队列中；

待更新指令缓存队列用于储存需要进行数据更新的控制指令，当一条控制指令的轴位置信息、完成码信息、校验信息均存储完整后，将相应控制指令从待更新指令缓存队列中移除；

指令完成码更新队列用于储存待更新完成码信息的控制指令，当一条控制指令接收到开始完成码和结束完成码后，将相应控制指令从指令完成码更新队列中移除；

指令位置更新队列用于储存待更新轴位置信息的控制指令，当一条控制指令接收到对应的轴位置信息后，将相应控制指令从指令完成码更新队列中移除；

校验信息更新队列用于储存待更新校验信息的控制指令，当一条控制指令接收到对应的校验信息后，将相应控制指令从校验信息更新队列中移除。

控制指令的执行状态包括：尚未开始、执行中、已完成、先收到结束完成码、超时、超时已完成、速度异常、监控指令参数错误，而控制指令状态改变是由开始完成码和结束完成码驱动的。

控制指令的状态转移流程图如图3所示，接收到控制指令后判断是否为轴运动相关指令，若是则判断速度和加速度是否一致或为0，若不是判断速度异常；

若是则进一步监控指令参数是否有异常，若是则显示监控指令参数错误；

若不是则显示尚未开始，系统收到完成码，判断是否为开始完成码，若不是则显示未收到开始完成码；

若是则判断是否为执行中，判断执行时间是否超过预设时间30s，若没有超过则返回判断是否执行中，若超过则显示超时，收到结束完成码，显示超时已完成；

执行中收到结束完成码则显示已完成，结束。

其中每种执行状态介绍如下：

尚未开始的执行状态，用于表示状态更新指令未收到开始完成码和结束完成码；

执行中的执行状态，用于表示状态更新指令收到开始完成码，但未收到结束完成码，且没有超时；超时是指状态更新指令在接收到开始完成码后的S时间内未收到结束完成码；S为所设定的时间阈值；

已完成的执行状态，用于表示状态更新指令收到开始完成码，且在S时间内收到结束完成码，以表示指令已执行完成；

先收到结束完成码的执行状态，用于表示状态更新指令在未收到开始完成码的情况下，先收到结束完成码；

超时的执行状态，用于表示状态更新指令在收到开始完成码后的S时间内未收到结束完成码，以表示指令执行超时；

超时已完成的执行状态，用于表示状态更新指令在收到开始完成码超过S时间后才收到结束完成码，以表示指令执行超时但最终执行完成；

速度异常的执行状态，用于表示轴运动相关指令中的速度加速度设置不一致，或者为0；

监控指令参数错误的执行状态，用于表示监控指令参数异常。

底层数据管理模块基于接收到控制指令的顺序依次存储控制指令，并对控制指令的参数进行解析，得到指令参数信息，指令名称以及指令类型，并根据指令类型放入相应的更新队列，随后收到的完成码信息、轴位置信息、校验信息通过指令ID从更新队列中查找匹配的控制指令，并将信息更新到相应的控制指令中，从而实现了软硬件交互信息的整合，为查找贴片机出错的原因提供了极大的便利。

如图1所示，数据模型管理模块包括：代理数据模型、基础数据模型、详细参数数据模型、校验参数数据模型。代理数据模型包括对象筛选代理数据模型，时间筛选代理数据模型、模块筛选代理数据模型、流程筛选代理数据模型、校验信息数据模型。其中，基础数据模型通过底层数据管理模块提供的获取控制指令信息类的接口直接与底层数据模块交互，代理数据模型则对基础数据模型中的数据进行过滤，将适用于相应场景的指令内容筛选出来，并且通过将相应的排序查找算法封装为供图形交互模块调用的接口，来实现相应的筛选排序功能码，而详细参数数据模型和校验参数数据模型则是分别用于显示指令详细参数以及校验参数，数据均通过基础数据模型获取，其中基础数据模型、详细参数数据模型和校验参数数据模型可以通过继承Qt的数据模型基类来实现，而代理模型则可以通过重写Qt的代理模型基类来实现，而筛选排序的功能则可以通过分别重写代理模型基类的过滤排序虚函数来实现。

基础数据模型用于对底层数据管理模块中储存的控制指令所包含的参数信息、执行信息、位置信息、校验信息提取出来并进行第一层封装，其中参数信息包括：指令名称、指令ID和指令详细参数，执行信息包括：开始时间、结束时间、时长、理论时间和时间误差，位置信息包括：开始位置、等待位置和结束位置、校验信息则包括校验结果和校验参数，基础数据模型会根据控制指令的执行状态设置不同的字体颜色，来对不同执行状态的控制指令做区分。

对象筛选代理数据模型用于对基础数据模型进一步封装，并提供指令对象过滤，监控指令过滤，错误信息显示，定位精度排序，时间误差排序，关键字过滤，关键字查找的接口，供图形交互界面模块调用。

时间筛选代理数据模型用于对基础数据模型进一步封装，并提供设置开始时间戳和结束时间戳的接口，从而实现两个时间戳之间的指令筛选出来的功能，此外，时间筛选代理数据模型还提供关键字过滤和关键字查找的接口，供图形交互界面模块调用；

模块筛选代理数据模型用于对基础数据模型进一步封装，并提供将指定模块的指令单独筛选出来的接口；

流程筛选代理数据模型用于对基础数据模型进一步封装，并提供指令流程过滤，关键字过滤，关键字查找的接口，供图形交互界面模块调用；

校验信息数据模型用于对基础数据模型进一步封装，并提供关键字过滤，关键字查找的接口，供图形交互界面模块调用；

详细参数数据模型提供设置详细参数信息的接口，通过设置详细参数信息将指定内容封装成数据模型，供图形交互界面模块显示；其中，详细参数信息包括：指令参数中文注释以及取值、指令开始结束时间戳、指令位置信息；

校验参数数据模型提供设置校验参数信息的接口，通过设置校验参数信息将指定内容封装成数据模型，供图形交互界面模块显示；其中，校验参数信息表示指令参数中文注释，以及下发值和返回值，当下发值和返回值一致时，将不一致的校验参数信息进行标注，例如，可以将不一致的校验参数信息设为红色，将一致的校验参数信息设为绿色。

数据模型管理模块，用于对底层数据管理模块中储存的数据内容中需要显示的信息进行封装，并提供代理模型对基础数据模型进一步封装，用于提供筛选排序接口，供上层模块调用，因此在需要筛选或者查找某些特定指令的场景下，只需要将基础数据模型封装成代理模型，并提供相应的筛选排序接口即可，极大地提高了监控系统的扩展性。

如图1所示，图形交互界面模块包括：主界面、对象筛选子页面、时间筛选子页面、模块筛选子页面、流程筛选子页面、校验信息子页面；

主界面负责五个子页面之间的相互切换，并提供对子页面指令进行筛选的过滤器，此外，主界面还提供重置过滤器、暂停\继续监控功能，其中，重置过滤器用于将过滤器中的设置进行初始化，以恢复最原始的设置，暂停\继续监控功能用于实现暂停界面数据刷新以及继续刷新的功能，其中暂停的功能是通过暂停基础数据模型对底层数据管理模块更新信息的定时查询来实现的，继续的功能则通过重新开始基础数据模型对底层数据管理模块更新信息的定时查询来实现。

图形交互界面模块，用于对数据模型管理模块中的代理模型实现可视化的显示，并通过切换数据模型，并将相应数据模型提供的接口封装成一个按钮、输入框，实现适用于不同使用场景下子页面之间的切换，此外还提供了甘特图绘制以及生成试打报告的功能对控制指令信息做一个详细的分析，提高了监控系统的可扩展性，并且提高了贴片机调试的效率。

对象筛选子页面中设置有对象指令信息表格和对象详细参数表格，其中，对象指令信息表格用于将对象筛选代理数据模型进行可视化地显示，并提供点击表头实现时间误差排序以及位置误差排序的功能，对象详细参数表格用于将详细参数数据模型进行可视化地显示，并通过设置对象详细参数实现对对象指令信息表格中选中的控制指令详细信息的显示，控制指令的对象表示的是控制指令的作用对象，比如轴，模块等。

时间筛选子页面中设置有时间指令信息表格和时间详细参数表格，其中，时间指令信息表格用于将时间筛选代理数据模型进行可视化地显示，时间详细参数表格用于将详细参数数据模型进行可视化地显示，并通过设置时间详细参数实现对时间指令信息表格中选中的控制指令详细信息的显示；

模块筛选子页面中设置有九个模块指令信息表格，用于将设置不同模块编号的模块筛选代理数据模型同时进行可视化地显示，具体的，对于九个表格的显示采用停靠窗口的形式，将九个表格都置于一个单独的停靠窗口的形式，并采用九宫格的排列方式依次排列形成模块筛选子页面，这样做的好处是，每个子模块都可以从模块筛选子页面中拖出来，也可以放回任意位置，此外停靠窗口还可以实现拉伸，缩小等操作，极大地提高了模块筛选子页面的自由度。

流程筛选子页面中设置有流程指令信息表格和流程详细参数表格，其中，流程指令信息表格用于将流程筛选代理数据模型进行可视化地显示，流程详细参数表格用于将详细参数数据模型进行可视化地显示，并通过设置流程详细参数实现对流程指令信息表格中选中的控制指令详细信息的显示，具体的说，每条控制指令下发给主控板都是下发给当前主控板所用的流程寄存器中的，每个流程寄存器都有特定的编号，而流程寄存器的切换则是通过流程切换指令控制的，因此，底层数据管理模块在接收到流程切换指令时会改写当前的流程编号，并将随后的控制指令流程编号设为当前值，而流程筛选子页面则可以通过设置流程编号，将与设置的流程编号不一致的控制指令滤除，从而实现指定流程指令的筛选。

校验信息子页面中设置有校验指令信息表格和校验参数表格，其中，校验指令信息表格用于将校验信息数据模型进行可视化地显示，校验参数表格用于将校验参数数据模型进行可视化地显示，并通过设置校验详细参数实现对校验指令信息表格中选中的控制指令校验信息的显示。

具体的说，主页面采用QT的主界面来实现，而过滤器则采用工具栏的形式，将相应的按钮、输入框整合到工具栏中，通过打开相应子页面的工具栏，点击工具栏上的对应按钮就可以实现筛选排序的功能，子页面则采用堆栈页面的形式，通过点击主界面工具栏上相应子页面的按钮，调用相应函数来改变堆栈窗口的当前页面编号来实现页面切换。

对子页面指令进行筛选的过滤器包括：对象筛选子页面过滤器，时间筛选子页面过滤器，流程筛选子页面过滤器，校验信息子页面过滤器；

对象筛选子页面过滤器的功能包括：显示错误指令、隐藏监控指令、对象过滤、关键字查找、关键字过滤；

时间筛选子页面过滤器的功能包括：设置开始时间戳、设置结束时间戳、间隔时间计算、间隔时间显示、甘特图绘制、试打报告生成、关键字查找、关键字过滤；

流程筛选子页面过滤器的功能包括：流程编号筛选、关键字查找、关键字过滤；

校验信息子页面过滤器的功能包括：关键字查找、关键字过滤。

具体功能介绍如下：

关键字查找的功能是将输入的关键字与控制指令的ID、控制指令执行状态、控制指令中文注释以及控制指令的对象名称进行比对，并自动选中匹配的指令，此外还提供能转到下一条匹配指令的按钮；

关键字过滤的功能是将输入的关键字与控制指令的ID、控制指令执行状态、控制指令中文注释以及控制指令的对象名称进行比对，将所有不满足条件的控制指令进行滤除，最终只显示匹配的指令；

显示错误指令的功能是将指令状态为先收到结束完成码、超时、超时已完成、速度异常、监控指令参数错误的控制指令单独筛选出来，并滤除其余指令；

隐藏监控指令的功能是将所有的监控指令单独筛选出来，并滤除其余指令；

对象过滤的功能是用于设置对象类型，将不符合设置对象类型的指令全部滤除，并保留符合设置对象类型的指令；

设置开始时间戳的功能是调用时间筛选代理数据模型中提供的设置开始时间戳的接口，并将所有小于设置设定的开始时间戳的控制指令均滤除；

设置结束时间戳的功能是调用时间筛选代理数据模型中提供的设置结束时间戳的接口，并将所有大于设置设定的结束时间戳的控制指令均滤除；

间隔时间计算的功能是将时间筛选代理数据模型当前显示的指令数据进行遍历，并将所有相邻两条控制指令之间的时间间隔计算后储存起来；

间隔时间显示的功能是将间隔时间计算功能中得到的结果进行可视化地显示；

甘特图绘制的功能是将时间筛选代理数据模型中储存的控制指令按照每条控制指令的开始时间戳、结束时间戳依次在甘特图上进行绘制，具体的，可以采用绘制矩形的形式将每条指令依据开始结束时间戳共同绘制在直角坐标系中实现。

试打报告生成的功能是将间隔时间计算功能中计算的时间间隔和时间筛选代理数据模型中储存的指令信息进行整合，并导出pdf格式的试打报告，具体的，采用预先编辑试打报告的格式，随后导入整合后得到的数据自动生成试打报告的形式实现试打报告生成的功能。

流程编号筛选是将流程筛选代理数据模型中储存的指令信息按照流程编号进行筛选，保留与设置的流程编号一致的控制指令，其余控制指令滤除。

采用模型-视图-控制器的设计模式，将实时监控分析系统的数据和显示分开，并通过代理模型的形式，对同一个底层数据做不同的处理实现了不同功能，保证了底层数据的安全性，以及交互界面的扩展性，同时系统逻辑更加清晰，编码更加简单，保证了监控软件准确高效运行，并且系统的健壮性更好。

相比于传统的黑匣子模式或者写入日志的形式，本发明一种贴片机软硬件交互信息的实时监控分析系统实现了将贴片机主控软件下发的控制指令以及贴片机返回的校验信息、轴位置信息、完成码信息相结合，转换为控制指令的执行状态，运动状态以及校验状态，并封装成一个数据模型，再通过表格的形式显示出来的功能，极大地提高了贴片机调试人员的工作效率。

本发明实施例中第二方面提供一种贴片机主控软件与主控板交互指令实时监控分析方法是按照如下步骤进行：

步骤1、初始化与贴片机主控软件通讯的网络套接字，并使用初始化的网络套接字对应的不同端口接收四种事件类型，包括：控制指令、轴位置信息、完成码信息以及校验信息。

步骤2、初始化指令存储容器、待更新指令缓存队列中的指令完成码更新队列、指令位置更新队列、校验信息更新队列。

步骤3、开启指令信息监控：

采用基于事件驱动的方式等待控制指令的写入以及完成码信息、校验信息、轴位置信息的获取，并为四种事件类型分别注册回调函数。

步骤4、底层数据管理模块使用网络套接字接收事件，并根据结构体类型判断当前事件的事件类型；

若为控制指令，则表示当前获得事件为一个新的控制指令，并将控制指令放入指令存储容器中，再对控制指令进行第一层解析，判断指令是否为状态更新指令，若是，则将控制指令放入待更新指令缓存队列、指令完成码更新队列、校验信息更新队列中，再对控制指令进行第二层解析，判断状态更新指令是否为轴运动相关指令，若为轴运动相关指令，则根据轴编号将控制指令放入对应的指令位置更新队列中；

若为完成码信息，则找到指令完成码信息更新队列，并依次遍历队列，直到找到模块编号以及指令ID与完成码信息一致的控制指令，将对应的完成码信息更新到控制指令中，并对控制指令的执行状态进行更新，再判断控制指令是否已更新开始完成码和结束完成码，若是，则将控制指令从指令完成码信息更新队列中移除，否则，继续保留；

若为轴位置信息，则找到指令位置更新队列，再根据轴位置信息中的轴编号找到对应轴的更新队列，并将轴位置信息按照先入先出的原则更新到写入队列的控制指令中，再判断控制指令是否已获取所有所需的控制指令，若是，则将控制指令从指令位置更新队列中移除，否则，继续保留；

若为校验信息，则找到校验信息更新队列，再根据模块编号和控制指令ID依次遍历队列，直到找到匹配指令，将得到的校验信息与原始控制指令进行对比，得到校验结果后储存在控制指令信息中，再将控制指令从校验信息更新队列中移除；

每当控制指令信息类更新信息后，待更新指令缓存队列判断控制指令信息类中的所有信息是否已经更新完成，若是，则将控制指令从待更新指令缓存队列中移除，否则继续保留。

步骤5、指令存储容器定时对所有处于执行中状态的控制指令进行超时判断，若当前时间与控制指令信息类中储存的收到开始完成码的时间差超过S时间，则将控制指令的状态置为超时；其中，S表示所设定的时间阈值。

步骤6、数据模型管理模块对控制指令储存容器的控制指令中所需显示的信息封装成基础数据模型，基础数据模型从指令存储容器中获取所有的指令信息，并将显示的内容封装到一个结构体中，再根据控制指令的执行状态进行标注，以实现对所有控制指令的可视化封装；

步骤7、基础数据模型定时查询指令存储容器中是否存在数据更新，若存在数据更新，则将基础数据模型进行重置，使得基础数据模型封装的内容得到更新；

步骤8、代理数据模型进一步将基础数据模型封装，代理数据模型通过重写排序，过滤函数，实现对不同类型控制指令的筛选排序功能，并作为排序过滤接口供上层模块调用；

步骤9、图形交互界面模块通过设置用来显示指令信息和时间详细参数的表格对代理数据模型进行可视化的显示，帮助查阅控制指令的详细信息，并设置过滤器，将过滤器中的按钮与代理数据模型中提供的排序过滤接口进行一一对应，以此实现对应的筛选和排序功能；

步骤10、图形交互界面模块通过设置切换显示按钮来实现代理数据模型中不同类型控制指令可视化显示的切换。

本发明实施例中第三方面提供一种计算机存储介质，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述贴片机软硬件交互信息的实时监控分析方法的步骤。

综上所述，本发明的有益效果在于：

1.相比于传统的黑匣子模式或者写入日志的形式，本发明一种贴片机软硬件交互信息的实时监控分析系统实现了将贴片机主控软件下发的控制指令以及贴片机返回的校验信息、轴位置信息、完成码信息相结合，转换为控制指令的执行状态，运动状态以及校验状态，并封装成一个数据模型，再通过表格的形式显示出来的功能，准确地找到贴装流程中可以改善或者定位精度达不到要求的地方，对贴装流程中每一条运动指令的位置误差以及执行状态进行统计显示，并实现对整个贴装流程的执行状态和结果的可视化的分析，能够提供适合各个使用场景下的筛选查找分析功能，从而极大地提高贴片机调试的效率。

2.本发明提供的底层数据管理模块基于接收到控制指令的顺序依次存储控制指令，并对控制指令的参数进行解析，得到指令参数信息，指令名称以及指令类型，并根据指令类型放入相应的更新队列，随后收到的完成码信息、轴位置信息、校验信息通过指令ID从更新队列中查找匹配的控制指令，并将信息更新到相应的控制指令中，从而实现了软硬件交互信息的整合，为查找贴片机出错的原因提供了极大的便利。

3.本发明提供的数据模型管理模块，用于对底层数据管理模块中储存的数据内容中需要显示的信息进行封装，并提供代理模型对基础数据模型进一步封装，用于提供筛选排序接口，供上层模块调用，因此在需要筛选或者查找某些特定指令的场景下，只需要将基础数据模型封装成代理模型，并提供相应的筛选排序接口即可，极大地提高了监控系统的扩展性。

4.本发明提供了图形交互界面模块，用于对数据模型管理模块中的代理模型实现可视化的显示，并通过切换数据模型，并将相应数据模型提供的接口封装成一个按钮、输入框，实现适用于不同使用场景下子页面之间的切换，此外还提供了甘特图绘制以及生成试打报告的功能对控制指令信息做一个详细的分析，提高了监控系统的可扩展性，并且提高了贴片机调试的效率。

5.本发明采用模型-视图-控制器的设计模式，将监控系统的数据和显示分开，并通过代理模型的形式，对同一个底层数据做不同的处理实现了不同功能，保证了底层数据的安全性，以及交互界面的扩展性，同时系统逻辑更加清晰，编码更加简单，保证了监控软件准确高效运行，并且系统的健壮性更好。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析系统，其特征在于，包括底层数据管理模块、数据模型管理模块和图形交互界面模块；

所述底层数据管理模块，用于接收软硬件交互信息，按照接收顺序储存交互信息中的控制指令，再将后续接收到的校验信息、轴位置信息、完成码信息整合到控制指令信息类中，实现对控制指令的执行状态的实时更新；

所述数据模型管理模块，用于对控制指令信息类中所需显示的信息封装成第一层的基础数据模型，并采用第二层的代理数据模型对基础数据模型进行封装，以提供适用于不同应用场景下的筛选排序接口；

所述代理数据模型用于对基础数据模型中的数据进行过滤，将适用于相应场景的指令内容筛选出来，并将相应的排序查找算法封装为供所述图形交互界面模块调用的接口，来实现相应的筛选排序功能；

所述代理数据模型包括对象筛选代理数据模型、时间筛选代理数据模型、模块筛选代理数据模型、流程筛选代理数据模型和校验信息数据模型；其中，所述对象筛选代理数据模型、时间筛选代理数据模型、流程筛选代理数据模型和校验信息数据模型提供关键字过滤和关键字查找的接口，供所述图形交互界面模块调用；

所述图形交互界面模块，用于对所述代理数据模型进行可视化显示，对所述筛选排序接口封装成按钮或输入框的形式，供用户使用。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述底层数据管理模块包括指令存储容器和待更新指令缓存队列，

所述指令存储容器用于储存所述控制指令；

所述待更新指令缓存队列用于储存需要进行数据更新的控制指令，所述待更新指令缓存队列包括指令完成码更新队列、校验信息更新队列和指令位置更新队列；若所述需要进行数据更新的控制指令为状态更新指令则添加到所述指令完成码更新队列和校验信息更新队列，当所述状态更新指令为轴运动相关指令时，再将所述轴运动相关指令添加到指令位置更新队列。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当一条控制指令的轴位置信息、完成码信息、校验信息均存储完整后，将该控制指令从所述待更新指令缓存队列中移除。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述指令完成码更新队列用于储存待更新完成码信息的控制指令，当一条控制指令接收到开始完成码和结束完成码后，将相应控制指令从指令完成码更新队列中移除；

所述指令位置更新队列用于储存待更新轴位置信息的控制指令，当一条控制指令接收到对应的轴位置信息后，将相应控制指令从指令位置更新队列中移除；

所述校验信息更新队列用于储存待更新校验信息的控制指令，当一条控制指令接收到对应的校验信息后，将相应控制指令从校验信息更新队列中移除。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述底层数据管理模块接收到完成码信息、轴位置信息或校验信息后分别在所述待更新指令缓存队列中查找匹配的控制指令信息类，并对其中储存的信息进行刷新；所述控制指令信息类包括完成码信息、轴位置信息和校验信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基础数据模型通过所述底层数据管理模块提供的获取控制指令信息类的接口直接与底层数据管理模块交互；所述基础数据模型用于将所述底层数据管理模块中储存的控制指令所包含的参数信息、执行信息、位置信息和校验信息提取出来并进行第一层封装。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述对象筛选代理数据模型，用于对所述基础数据模型进一步封装，并提供指令对象过滤、监控指令过滤、错误信息显示、定位精度排序、时间误差排序的接口，供所述图形交互界面模块调用；

所述时间筛选代理数据模型，用于对所述基础数据模型进一步封装，并提供设置开始时间戳和结束时间戳的接口，实现两个时间戳之间的指令筛选出来的功能；

所述模块筛选代理数据模型，用于对所述基础数据模型进一步封装，并提供将指定模块的指令单独筛选出来的接口；

所述流程筛选代理数据模型，用于对所述基础数据模型进一步封装，并提供指令流程过滤的接口，供所述图形交互界面模块调用。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据模型管理模块还包括详细参数数据模型和校验参数数据模型；

所述详细参数数据模型，用于提供设置详细参数信息的接口，通过设置详细参数信息将指定内容封装成数据模型，供所述图形交互界面模块显示；所述详细参数信息包括：指令参数中文注释以及取值、指令开始结束时间戳和指令位置信息；

所述校验参数数据模型，用于提供设置校验参数信息的接口，通过设置校验参数信息将指定内容封装成数据模型，供所述图形交互界面模块显示；所述校验参数信息包括指令参数中文注释、下发值和返回值；当下发值和返回值一致时，将不一致的校验参数信息进行标注。

9.根据权利要求1-8中任一所述的系统，其特征在于，所述图形交互界面模块包括：主界面、对象筛选子页面、时间筛选子页面、模块筛选子页面、流程筛选子页面、校验信息子页面；

所述主界面负责其余五个子页面之间的相互切换，并提供对子页面指令进行筛选的过滤器，提供重置过滤器、暂停\继续监控功能；所述重置过滤器用于将过滤器中的设置进行初始化，以恢复原始设置；所述暂停\继续监控功能用于实现暂停界面数据刷新以及继续刷新的功能，其中暂停的功能是通过暂停所述基础数据模型对所述底层数据管理模块更新信息的定时查询来实现的，继续的功能则通过重新开始所述基础数据模型对所述底层数据管理模块更新信息的定时查询来实现；

所述对象筛选子页面中设置有对象指令信息表格和对象详细参数表格，所述对象指令信息表格用于将对象筛选代理数据模型进行可视化显示，并提供点击表头实现时间误差排序以及位置误差排序的功能；所述对象详细参数表格用于将详细参数数据模型进行可视化显示，并通过设置对象详细参数实现对对象指令信息表格中选中的控制指令详细信息的显示；

所述时间筛选子页面中设置有时间指令信息表格和时间详细参数表格，所述时间指令信息表格用于将时间筛选代理数据模型进行可视化显示；所述时间详细参数表格用于将详细参数数据模型进行可视化显示，并通过设置时间详细参数实现对时间指令信息表格中选中的控制指令详细信息的显示；

所述模块筛选子页面中设置有九个模块指令信息表格，用于将设置不同模块编号的模块筛选代理数据模型同时进行可视化显示，所述九个模块指令信息表格的显示采用置于一个单独的停靠窗口的形式，并采用九宫格的排列方式依次排列形成模块筛选子页面；

所述流程筛选子页面中设置有流程指令信息表格和流程详细参数表格，所述流程指令信息表格用于将流程筛选代理数据模型进行可视化显示，所述流程详细参数表格用于将详细参数数据模型进行可视化显示，并通过设置流程详细参数实现对流程指令信息表格中选中的控制指令详细信息的显示；

所述校验信息子页面中设置有校验指令信息表格和校验参数表格，所述校验指令信息表格用于将校验信息数据模型进行可视化显示；所述校验参数表格用于将校验参数数据模型进行可视化地显示，并通过设置校验详细参数实现对校验指令信息表格中选中的控制指令校验信息的显示。

10.一种贴片机软硬件交互信息实时监控分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

底层数据管理模块接收贴片机软硬件交互信息，判断信息类型，若为控制指令则将指令封装成控制指令信息类并储存，再将后续接收到的校验信息、轴位置信息、完成码信息整合到控制指令信息类中，实现对控制指令的执行状态的实时更新；

数据模型管理模块对控制指令信息类中所需显示的信息封装成第一层的基础数据模型，并采用第二层的代理数据模型对基础数据模型进行封装，以提供适用于不同应用场景下的筛选排序接口；

所述代理数据模型用于对基础数据模型中的数据进行过滤，将适用于相应场景的指令内容筛选出来，并将相应的排序查找算法封装为供图形交互界面模块调用的接口，来实现相应的筛选排序功能；

所述代理数据模型包括对象筛选代理数据模型、时间筛选代理数据模型、模块筛选代理数据模型、流程筛选代理数据模型和校验信息数据模型；其中，所述对象筛选代理数据模型、时间筛选代理数据模型、流程筛选代理数据模型和校验信息数据模型提供关键字过滤和关键字查找的接口，供图形交互界面模块调用；

图形交互界面模块对所述代理数据模型进行可视化显示，对所述筛选排序接口封装成按钮或输入框的形式，供用户使用。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在，所述底层数据管理模块将所述控制指令储存到指令存储容器中，定时对所有执行中的控制指令进行超时判断，若当前时间和指令开始执行的时间超过预设时间，则将控制指令的执行状态置为超时。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述底层数据管理模块接收贴片机软硬件交互信息，判断信息类型，若为控制指令则将指令封装成控制指令信息类并储存具体为：

底层数据管理模块使用网络套接字接收交互信息，判断信息类型，

若为控制指令，则表示当前获得事件为一个新的控制指令，并将控制指令放入指令存储容器中，再对控制指令进行第一层解析，判断指令是否为状态更新指令，若是，则将控制指令放入待更新指令缓存队列中的指令完成码更新队列和校验信息更新队列中，再对控制指令进行第二层解析，判断状态更新指令是否为轴运动相关指令，若为轴运动相关指令，则根据轴编号将控制指令放入对应的指令位置更新队列中；

若为完成码信息，则找到指令完成码信息更新队列，并依次遍历队列，直到找到模块编号以及指令ID与完成码信息一致的控制指令，将对应的完成码信息更新到控制指令中，并对控制指令的执行状态进行更新，再判断控制指令是否已更新开始完成码和结束完成码，若是，则将控制指令从指令完成码信息更新队列中移除，否则，继续保留；

若为轴位置信息，则找到指令位置更新队列，再根据轴位置信息中的轴编号找到对应轴的更新队列，并将轴位置信息按照先入先出的原则更新到写入队列的控制指令中，再判断控制指令是否已获取所有所需的控制指令，若是，则将控制指令从指令位置更新队列中移除，否则，继续保留；

若为校验信息，则找到校验信息更新队列，再根据模块编号和控制指令ID依次遍历队列，直到找到匹配指令，将得到的校验信息与原始控制指令进行对比，得到校验结果后储存在控制指令信息中，再将控制指令从校验信息更新队列中移除；

每当控制指令信息类更新信息后，待更新指令缓存队列判断控制指令信息类中的所有信息是否已经更新完成，若是，则将控制指令从待更新指令缓存队列中移除，否则继续保留。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基础数据模型定时查询指令存储容器中是否存在数据更新，若存在数据更新，则将基础数据模型进行重置，使得基础数据模型封装的内容得到更新；

所述代理数据模型对基础数据模型进行封装，通过重写排序，过滤函数，实现对不同类型控制指令的筛选排序功能，并作为排序过滤接口供上层模块调用。

14.根据权利要求10-13中任一所述的方法，其特征在于，所述图形交互界面模块通过设置用来显示指令信息和时间详细参数的表格对代理数据模型进行可视化的显示，帮助查阅控制指令的详细信息，并设置过滤器，将过滤器中的按钮与代理数据模型中提供的排序过滤接口进行一一对应，以此实现对应的筛选和排序功能；通过设置切换显示按钮来实现代理数据模型中不同类型控制指令可视化显示的切换。

15.一种计算机存储介质，其特征在于，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现如权利要求10-14中任一所述的方法的步骤。

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